第2章 交换单元与交换网络.ppt

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1、1第2章交换单元与交换网络2交换的基本功能是在任意的入线和出线之间建立连接。在交换系统中完成这一基本功能的部件就是交换网络，因此交换网络是任何交换系统的核心。交换网络是由各种交换单元构成的，对于不同的交换系统具体要求不同。可采用的最佳交换网络就不同，相应的可由不同交换单元构成。本章重点讨论交换单元的描述方法，各种主要的交换单元及交换网络。32.1概念要了解交换单元和交换网络．首先应该知道需要交换的信息经过交换单元和交换网络传送时的信号形式，针对不同的信号形式，有相应的交换结构。按照信号的基本形式分为电信号

2、和光信号。电信号又分为模拟信号和数字信号，目前使用的采用时分多路复用技术的数字信号主要有；用于电路交换的同步时分复用信号，用于分组交换和ATM交换的统计时分复用信号。41．同步时分复用信号同步时分复用是指将时间划分为基本时间单位，一帧占用一定时长。每帧分成若干个时隙，并按顺序编号，所有帧中编号相同的时隙成为一个子信道，是恒定速率的，一个子信道传递一路信息。根据时隙在时间轴上的位置，可确定其信道。对同步时分复用信号的交换实际是时隙所在位置的交换，即时隙的内容在时间轴上的移动。52．统计时分复用信号把需要传送

3、的信息分成很多小段，称为分组，每个分组前附加标志码，标志要去哪个输出端，即路由标记。各个分组在输入时使用不同时隙．虽然使用不同时隙，但标志码相同的分组属于一次接续。所以，把它们所占的信道容量看作一个子信道，这个子信道可以是任何时隙。这样把一个信道划分成了若干子信道，称为标志化信道。6这时，一个信道中的信息与它在时间轴上的位置(即时隙)没有必然联系。将这样的子信道合成为一个信道用的复用器为统计复用器。统计复用器中必须有一个存储器把接收到的信息按先后顺序分组发送，称为统计复用。所以，对统计时分复用信号的交换实

4、际上就是按照每个分组信息前的路由标记，将其分发到出线。7图1对两种时分复用信号的比较。82.2交换单元交换单元是构成交换网络的最基本的部件，用若干个交换单元按照一定的拓扑结构和控制方式就可构成交换网络。因此交换单元的功能也就是交换的基本功能，即在任意的入线和出线之间建立连接。91.交换单元的数学模型1)交换单元图2交换单元模型示意图10交换单元具有M条入线，N条出线，这是一个M×N的交换单元。其中入线可用0～M-1或l～M的编号来表示，出线可用0～N-1或1～N编号来表示。若入线数与出线数相等且均为N，则

5、为N×N的对称交换单元。交换单元通常还具有完成控制功能的控制端和描述内部状态的状态端。通常还将集中型和扩散型称为矩形交换单元，将分配型称为方形交换单元。11交换单元按使用需要的不同可分为集中型、分配型和扩散型。(1)集中型：入线数大于出线数(M＞N)，可称集中器。(2)分配型：入线数与出线数相等(M＝N)，可称连接器。(3)扩散型：入线数小于出线数(M＜N)，可称扩展器。12连接与连接函数首先我们可以把一个交换单元的一组入线和一组各看为一个集合，称为入线集合和出线集合．并记为入线集合：出线集合：定义：，即

6、t是T的一个元，，即Rt是R的一个子集，r是Rt的一个元。则集合为一个连接。13交换单元的一个连接就是入线集合T中的一个元t与出线集合R中的一个子集Rt组成的集合。若，Rt中只含有一个元，则称该连接为一点到一点(简称点到点)连接，若，Rt中含有多个元，则称连接为一点到多点连接。若一个交换单元可以提供点到多点连接，但，则称其具有同发功能，14一个具有一组入线和一组出线的交换单元，上述定义的连接可以同时有多个，这就构成了交换单元的连接集合其中，起点集终点集值得注意的是，我们所说的连接和连接集合应该是对应于某一

7、时刻的。15每一个交换单元都可用一组连接函数来表示，一个连接函数对应一种连接。连接函数表示相互连接的入线编号和出线编号之间的一一对应关系，即存在连接函数f，在它的作用下，入线x与出线f(x)相连接，0≤x≤M-1，0≤f(x)≤N-1。连接函数实际上也反映了入线编号构成的数组和出线编号构成的数组之间对应的置换关系或排列关系。所以，连接函数也被称为置换函数或排列函数。16常见的连接函数表示形式有下列三种。(1)函数表示形式用x表示入线编号变量，用f(x)表示连接函数。通常x用若干位二进制形式来表示，写成，连

8、接函数则表示为。(2)排列表示形式排列表示形式也称输入输出对应表示形式。因为交换单元的连接实际上是各入线与各出线编号之间的一种对应关系。17(3)图形表示形式将以十进制数表示的入线编号与出线编号均按顺序排列，左边为入线编号，右边为出线编号，再用直线连接相应的入线与出线，即为连接函数的图形表示形式。182)几种连接函数(1)直线连接(恒等置换)对称交换单元相同编号的人线与出线一一对应连接即为直线连接。其函数表示为19图3直接连接